镭雕机的制作方法

本发明涉及镭雕，特别涉及一种镭雕机。

背景技术：

1、现有的镭雕机，通常将激光整形为方形光斑，并尽可能使得方形光斑尺寸尽更小，以使得光斑能量密度更高。这是因为光斑能量密度越高，能够雕刻的材料种类越多，雕刻的效率就越高。但是传统的通过缩小光斑尺寸来提高光斑能量密度的方式有所局限，因为光学器件对光斑整形受到衍射极限的限制，同时也受到本身制造精度的限制，尺寸极小的光斑会有较大的像差，使得部分光无法聚焦到焦平面上，导致光斑的能量密度较小。为使得镭雕机适用范围更广，雕刻效率更高，需要一种光斑能量密度更大的镭雕机。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种镭雕机，旨在提高镭雕机的光斑中心的能量密度。

2、为实现上述目的，本发明提出的镭雕机，包括：第一激光光源，用于发出横截面形状呈条状的第一激光；第二激光光源，用于发出横截面形状呈条状的第二激光；以及合光器，所述第一激光和所述第二激光入射所述合光器，所述合光器用于将所述第一激光和所述第二激光合束；且所述第一激光和所述第二激光以偏振方向呈相互正交的方式被合束。

3、可选地，所述合光器配置为偏振合光器件，且所述第一激光与所述第二激光在合光后，横截面呈十字交叉状。

4、进一步地，所述镭雕机还包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述第一准直透镜设置在所述第一激光光源和所述偏振合光器件之间的光路上；所述第二准直透镜设置在所述第二激光光源和所述偏振合光器件之间的光路上。

5、进一步地，所述镭雕机还包括第一镜筒和第二镜筒，所述第一激光光源和所述第一准直透镜设置在所述第一镜筒的两端；所述第二激光光源和所述第二准直透镜设置在所述第二镜筒的两端。

6、可选地，所述第一镜筒和所述第二镜筒配置为圆柱形镜筒，所述第一镜筒和所述第二镜筒的直径与轴向长度的比值大于或等于2·tan20°，且小于或等于2·tan30°。

7、进一步地，所述镭雕机还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜设置在所述偏振合光器件的出光侧。

8、可选地，所述偏振合光器件配置为偏振分光棱镜；所述镭雕机满足下式约束：

9、0.8·l1≤d1≤1.02·l1；

10、d1≤d2≤1.15·l1；

11、d2≤w1≤1.05·d2；

12、w1≤h1≤1.05·w1；

13、其中，l1为所述第一激光光源的出光面到所述第一准直透镜的入光面的光程，以及所述第二激光光源的出光面到所述第二准直透镜的入光面的光程；d1为所述第一准直透镜和所述第二准直透镜的有效面直径；d2为所述聚焦透镜直径；w1为所述偏振分光棱镜在光轴方向的长度；h1为所述偏振分光棱镜在垂直光轴方向的高度。

14、可选地，所述镭雕机满足下式约束：

15、

16、其中，d为所述镭雕机的雕刻面上的光斑直径；l2为所述聚焦透镜到所述镭雕机的聚焦光斑的光程；l1为所述第一激光光源的出光面到所述第一准直透镜的入光面的光程；所述第一激光光源和所述第二激光光源出光面配置为方形，a为所述第一激光光源和所述第二激光光源的出光面的长边边长。

17、进一步地，所述镭雕机还包括第一振镜和第二振镜，所述第一振镜设置在所述聚焦透镜的出光侧；所述第二振镜设置在所述第一振镜的出光侧。

18、可选地，所述镭雕机满足下式约束：

19、

20、0.8·(df-2·l3·tanθ)≤b1≤1.1·(df-2·l3·tanθ)；

21、

22、0.8·(df-2·l4·tanθ)≤b2≤1.1·(df-2·l4·tanθ)；

23、其中，d为所述镭雕机的雕刻面上的光斑直径；l为所述镭雕机的聚焦点到聚焦透镜的距离；l2为所述聚焦透镜到所述镭雕机的聚焦光斑的光程；θ为所述聚焦透镜的有效面边缘与所述镭雕机的聚焦光斑的连线与光轴的夹角；df为所述聚焦透镜的有效面孔径；l3为所述聚焦透镜到所述第一振镜的距离；l4为所述聚焦透镜到所述第二振镜的光程；所述第一振镜的形状配置为长方形，a1为所述第一振镜的长边边长，b1为所述第一振镜的短边边长；所述第二振镜的形状配置为长方形，a2为所述第二振镜的长边边长，b2为所述第二振镜的短边边长。

24、本发明技术方案中，并不需要将激光光源发出的光斑匀光整形为方形或者点状，而保持第一激光和第二激光的条状，如此，减少了匀光整形所需的器件，例如准直器件、匀光器件和整形器件；此外，第一激光和第二激光的光斑均为高斯光斑，而具有能量占比在中部较高的特点，如此，在利用合光器将第一激光和第二激光以偏振方向呈相互正交的方式被合束后，所得到的合光光斑的中部为两个激光的高能量占比的区域叠加，从而能够提高镭雕机的光斑的中心的能量密度；特别地，该能量密度的提高并不是通过缩小光斑实现的，能减小合光光斑的像差。

技术特征：

1.一种镭雕机，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的镭雕机，其特征在于，所述合光器配置为偏振合光器件，且所述第一激光与所述第二激光在合光后，横截面呈十字交叉状。

3.如权利要求2所述的镭雕机，其特征在于，所述镭雕机还包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述第一准直透镜设置在所述第一激光光源和所述偏振合光器件之间的光路上；所述第二准直透镜设置在所述第二激光光源和所述偏振合光器件之间的光路上。

4.如权利要求3所述的镭雕机，其特征在于，所述镭雕机还包括第一镜筒和第二镜筒，所述第一激光光源和所述第一准直透镜设置在所述第一镜筒的两端；所述第二激光光源和所述第二准直透镜设置在所述第二镜筒的两端。

5.如权利要求4所述的镭雕机，其特征在于，所述第一镜筒和所述第二镜筒配置为圆柱形镜筒，所述第一镜筒和所述第二镜筒的直径与轴向长度的比值大于或等于2·tan20°，且小于或等于2·tan30°。

6.如权利要求3所述的镭雕机，其特征在于，所述镭雕机还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜设置在所述偏振合光器件的出光侧。

7.如权利要求6所述的镭雕机，其特征在于，所述偏振合光器件配置为偏振分光棱镜；

8.如权利要求6所述的镭雕机，其特征在于，所述镭雕机满足下式约束：

9.如权利要求6所述的镭雕机，其特征在于，所述镭雕机还包括第一振镜和第二振镜，所述第一振镜设置在所述聚焦透镜的出光侧；所述第二振镜设置在所述第一振镜的出光侧。

10.如权利要求9所述的镭雕机，其特征在于，所述镭雕机满足下式约束：

技术总结
本发明公开一种镭雕机，包括：第一激光光源，用于发出横截面形状呈条状的第一激光；第二激光光源，用于发出横截面形状呈条状的第二激光；以及合光器，所述第一激光和所述第二激光入射所述合光器，所述合光器用于将所述第一激光和所述第二激光合束；且所述第一激光和所述第二激光以偏振方向呈相互正交的方式被合束。本发明技术方案能够提高镭雕机的光斑中心的能量密度。

技术研发人员：王成伟,宋乐乐,江浩
受保护的技术使用者：峰米（重庆）创新科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22